二氧化氯以高效、快(kuai)速(su)的(de)消(xiao)毒(du)效(xiao)果(guo),可(ke)減(jian)少(shao)有(you)機(ji)消(xiao)毒(du)副(fu)產(chan)物(wu)的(de)優(you)勢(shi)在(zai)消(xiao)毒(du)領(ling)域(yu)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),但(dan)在(zai)複(fu)合(he)法(fa)製(zhi)備(bei)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),會(hui)產(chan)生(sheng)含(han)有(you)高(gao)濃(nong)度(du)有(you)害(hai)汙(wu)染(ran)物(wu)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)的(de)殘(can)液(ye),鑒(jian)於(yu)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)發(fa)生(sheng)器(qi)殘(can)液(ye)尚(shang)無(wu)妥(tuo)善(shan)的(de)處(chu)理(li)方(fang)法(fa),殘(can)液(ye)中(zhong)的(de)氯(lv)酸(suan)根(gen)會(hui)對(dui)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)危(wei)害(hai)。氯(lv)酸(suan)根(gen)屬(shu)於(yu)含(han)氧(yang)陰(yin)離(li)子(zi),且(qie)氧(yang)化(hua)性(xing)較(jiao)強(qiang),理(li)論(lun)上(shang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)或(huo)氧(yang)化(hua)還原等途徑進行處理。離子交換膜和離子交換樹脂可有效分離富集含氧陰離子,鐵粉可快速去除氧化性汙染物。用離子交換膜、離子交換樹脂和鐵粉還原法對複合法製備 二氧化氯過程中產生的高濃度氯酸鹽殘液進行處理,對3種方法進行綜合比較。
1.離子交換膜的再生利用
當進水池中氯酸根質量濃度不再下降時將膜取出,用1m ol/L氯化鈉溶液浸泡24h,再用去離子水浸泡24h對離子交換膜進行再生,重複交換過程。
離子交換膜再生後, 可連續運行24h 保持氯酸根的去除率達 50%,最終富集質量濃度僅為3.25g/L, 膜內累積量呈逐漸升高的趨勢, 最終為1.03g, 離子交換膜再生後處理效果難以恢複。為探究其原因,對原離子交換膜和飽和後的膜進行掃描電鏡(SEM)分析,由分析結果可知, 離子交換膜反應器連續運行312 h後, 離子交換膜高分子骨架網出現明顯的裂痕,這是造成其無法再生利用的主要原因。
2.離子交換樹脂法進水氯酸鈉質量濃度為2.0 g/L, 進水流量為43.3 mL/ min, 空床停留時間為19.6 min 時,柱子達到穿透後通入1mol/L 的NaOH解吸溶液,空床停留時間為30min, 每隔30min 取樣。後分析解吸溶液中氯酸根的質量濃度。再加入2.0g/L的氯化鈉溶液,重複試驗步驟,分析其對氯酸根處理效果的影響。
樹脂吸附飽和後,通入高濃度氫氧化鈉溶液來交換固定基團上的氯酸根,由於強堿性交換樹脂基團較易同 OH⁻結合能夠與氯酸根交換,從而得出富集氯酸根的濃度。由以上分析結果可知, 解吸120 min時洗脫液中氯酸根質量濃度達到最大, 為23.5l g/L, 為進水質量濃度的11.8倍,達到了富集效果;120min之後氯酸根質量濃度基本逐漸下降;到800min 後,洗脫液中氯酸根質量濃度遠低於進水溶液中的質量濃度。試驗結果表明,當共存C⁺時,去除率降低 5%,yinweilizijiaohuanshuzhishangkejiaohuanjituanshigudingde,gongcundeyinlizihuiyumubiaolizilvsuangenjingzhengjiaohuanweidian,congerjiangdilvsuangendejiaohuanxiaolv。jiangfujihourongyeyufuhe 二氧化氯發生器氯酸鈉進料的理化性質進行對比。
富(fu)集(ji)液(ye)由(you)於(yu)由(you)堿(jian)液(ye)洗(xi)脫(tuo)得(de)到(dao),呈(cheng)堿(jian)性(xing)。由(you)富(fu)集(ji)液(ye)與(yu)氯(lv)酸(suan)鈉(na)進(jin)料(liao)的(de)理(li)化(hua)性(xing)質(zhi)對(dui)比(bi)可(ke)知(zhi),富(fu)集(ji)液(ye)可(ke)作(zuo)為(wei)原(yuan)液(ye)來(lai)配(pei)置(zhi)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)發(fa)生(sheng)器(qi)氯(lv)酸(suan)鈉(na)進(jin)料(liao),但(dan)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)前(qian)需(xu)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing) pH調節使其範圍在6.7~7.0,實現了殘液的資源化利用。
3鐵粉還原法
將鈍化後的鐵粉用0.3mol/L的鹽酸溶液清洗3次(ci),以(yi)實(shi)現(xian)鐵(tie)粉(fen)的(de)活(huo)化(hua),然(ran)後(hou)用(yong)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)將(jiang)其(qi)清(qing)洗(xi)至(zhi)中(zhong)性(xing)為(wei)止(zhi),每(mei)次(ci)充(chong)分(fen)混(hun)合(he)後(hou)用(yong)磁(ci)鐵(tie)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)離(li)。鐵(tie)粉(fen)活(huo)化(hua)後(hou)繼(ji)續(xu)重(zhong)複(fu)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)試(shi)驗(yan)步(bu)驟(zhou),直(zhi)到(dao)處(chu)理(li)後(hou)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)去(qu)除(chu)率(lv)低(di)於(yu)50%為止。
當對鈍化鐵粉進行酸洗後,保持去除率為50%的使用次數提高5次(ci)。相(xiang)對(dui)未(wei)酸(suan)洗(xi)鐵(tie)粉(fen),還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)速(su)率(lv)略(lve)增(zeng)加(jia),隨(sui)酸(suan)洗(xi)次(ci)數(shu)增(zeng)加(jia),氯(lv)酸(suan)鹽(yan)去(qu)除(chu)率(lv)呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢(shi)。一(yi)方(fang)麵(mian),試(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)未(wei)反(fan)應(ying)鐵(tie)粉(fen)隨(sui)洗(xi)液(ye)的(de)流(liu)失(shi),因(yin)此(ci)還(hai)原(yuan)劑(ji)量(liang)減(jian)少(shao),導(dao)致(zhi)氯(lv)酸(suan)根(gen)的(de)去(qu)除(chu)率(lv)降(jiang)低(di),反(fan)應(ying)速率減慢; lingyifangmian,suizhehaiyuanfanyingdejinxing,tiefenxiaohaowanrongyezhongdeqinglizihoubiaomianyoujixufashengdunhuaxianxiang,yincixuyaotongguozengjiasuanxicishuhuojiasuandefangshilaicujintiefendehuohua。
結論
離子交換膜處理後氯酸鹽富集質量濃度為13.06 g/L,為進水質量濃度的6.5倍,去除率大於50%,離子交換膜不可重複使用; 離子交換樹脂處理後富集質量濃度為23.51g/L,為進水質量濃度的11.8倍,去除率為95%,離子交換樹脂可重複使用; 鐵粉對氯酸根去除率為 99%,可連續使用 15 次。綜合比較處理效果、控製條件和處理成本,選擇鐵粉還原法為最佳方法。